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JP2003100645A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP2003100645A
JP2003100645A JP2001297382A JP2001297382A JP2003100645A JP 2003100645 A JP2003100645 A JP 2003100645A JP 2001297382 A JP2001297382 A JP 2001297382A JP 2001297382 A JP2001297382 A JP 2001297382A JP 2003100645 A JP2003100645 A JP 2003100645A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boat
processing chamber
temperature
wafer
film forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001297382A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakatsu Minami
南  政克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2001297382A priority Critical patent/JP2003100645A/en
Publication of JP2003100645A publication Critical patent/JP2003100645A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハと保持溝との擦れによるパーティクル
の発生を防止する。 【解決手段】 処理室にて複数枚のウエハがボートによ
り支持された状態でウエハにポリシリコンが成膜される
工程を備えたICの製造方法において、ボートが処理室
に搬入されるボート搬入ステップS1において処理室の
温度が成膜ステップS3の成膜温度(620℃)よりも
低く(380℃)設定され、かつ、ボートの搬入速度が
500〜1000mm/分に設定される。ボート搬入後
に処理室の温度が成膜温度まで上昇され、その後に、処
理室が減圧される。 【効果】 大気圧下で処理室を昇温させることで、ウエ
ハとボートの保持溝との擦れによる摩擦力を小さくでき
るため、当該擦れによるラージパーティクルの発生を未
然に防止でき、ポリシリコン成膜工程の品質や信頼性を
向上できる。
(57) [Problem] To prevent generation of particles due to friction between a wafer and a holding groove. SOLUTION: In a method of manufacturing an IC including a process in which polysilicon is formed on a wafer while a plurality of wafers are supported by a boat in a processing chamber, a boat loading step in which the boat is loaded into the processing chamber. In S1, the temperature of the processing chamber is set lower (380 ° C.) than the film forming temperature (620 ° C.) in the film forming step S3, and the loading speed of the boat is set to 500 to 1000 mm / min. After the boat is loaded, the temperature of the processing chamber is raised to the film formation temperature, and then the pressure in the processing chamber is reduced. [Effect] By raising the temperature of the processing chamber under the atmospheric pressure, the frictional force due to the rubbing between the wafer and the holding groove of the boat can be reduced, so that the generation of large particles due to the rubbing can be prevented, and the polysilicon film can be formed. Process quality and reliability can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、パーティクルの防止技術に係り、例
えば、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体
ウエハ(以下、ウエハという。)にポリシリコンを成膜
する成膜工程を備えた半導体集積回路装置(以下、IC
という。)の製造方法に利用して有効なものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a technique for preventing particles, for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) on which an integrated circuit including a semiconductor element is formed. Semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as IC
Say. ) Is effective for use in the manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ICの製造方法においてウエハ
にポリシリコンを成膜する成膜工程には、バッチ式縦形
ホットウォール形減圧CVD装置 (以下、CVD装置と
いう。)が、使用されている。
2. Description of the Related Art Generally, a batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus (hereinafter referred to as a CVD apparatus) is used in a film forming step of forming polysilicon on a wafer in an IC manufacturing method.

【0003】従来のこの種のCVD装置は、処理室を形
成したプロセスチューブと、プロセスチューブの外側に
設置されて処理室を加熱するヒータユニットと、複数枚
(例えば、百枚〜二百枚)のウエハを保持して処理室に
対し一括して搬入搬出するボートと、複数枚のウエハを
ボートに対して処理室の外部において授受するウエハ移
載装置とを備えており、処理すべき複数枚のウエハを保
持したボートを処理室に搬入することにより、処理すべ
き複数枚のウエハを処理室において一括処理(バッチ処
理)するように構成されている。そして、従来のこの種
のCVD装置によるポリシリコンの成膜工程において
は、ボートの処理室への搬入(ボートローディング)の
終了後に処理室を減圧してから処理室の温度を上昇させ
るシーケンスか、または、減圧と昇温とを同時に開始さ
せるシーケンスが、採用されている。
A conventional CVD apparatus of this type has a process tube in which a processing chamber is formed, a heater unit installed outside the process tube to heat the processing chamber, and a plurality of sheets (for example, 100 to 200 sheets). A wafer transfer device that holds the wafers of the wafer and collectively carries the wafers into and out of the processing chamber, and a wafer transfer device that transfers the plurality of wafers to and from the boat outside the processing chamber. By loading the boat holding the wafers into the processing chamber, a plurality of wafers to be processed are collectively processed (batch processing) in the processing chamber. In the conventional polysilicon film forming process using this type of CVD apparatus, a sequence of depressurizing the processing chamber after the boat is loaded into the processing chamber (boat loading) and then increasing the temperature of the processing chamber, or Alternatively, a sequence is adopted in which the pressure reduction and the temperature rise are started at the same time.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た処理室の減圧と昇温とをボート搬入終了後に実施する
制御方法においては、ウエハとボートの保持溝との間の
摩擦が大きくなるため、ウエハ裏面ないしはボート表面
のポリシリコンの膜がその下のウエハの表面上にパラパ
ラと落下し、1μm以上のラージパーティクルが多く発
生するという問題点があることが本発明者によって明ら
かにされた。
However, in the control method in which the depressurization and the temperature rise in the processing chamber described above are carried out after the completion of the loading of the boat, the friction between the wafer and the holding groove of the boat becomes large, so that the wafer The present inventor has revealed that there is a problem in that the polysilicon film on the back surface or the boat surface falls loosely on the surface of the underlying wafer, and many large particles of 1 μm or more are generated.

【0005】本発明の目的は、基板とボートの保持溝と
の擦れによるラージパーティクルの発生を防止すること
ができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing the generation of large particles due to the rubbing between the substrate and the holding groove of the boat.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、処理室にて複数枚の基板がボートによっ
て支持された状態で前記基板に処理が施される工程にお
いて、前記ボートの前記処理室への搬入時に前記処理室
の温度が前記基板処理時の温度よりも低く設定され、か
つ、このボートの処理室への搬入時の速度が500mm
/分以上1000mm/分以下に設定されていることを
特徴とする。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the substrate is processed in a processing chamber while a plurality of substrates are supported by the boat. The temperature of the processing chamber is set lower than the temperature of the substrate processing at the time of loading into the processing chamber, and the speed of loading the boat into the processing chamber is 500 mm.
It is characterized by being set to not less than / min and not more than 1000 mm / min.

【0007】前記した手段によれば、ボート搬入時の処
理室温度が基板処理温度よりも低く設定されているとと
もに、ボート搬入速度が比較的に高速度に設定されてい
ることにより、基板とボートの保持溝との擦れにおける
摩擦力を小さく抑制することができるため、当該擦れに
よるラージパーティクルの発生を未然に防止することが
できる。
According to the above-mentioned means, the processing chamber temperature at the time of loading the boat is set lower than the substrate processing temperature, and the boat loading speed is set relatively high, so that the substrate and the boat are loaded. Since the frictional force caused by the friction with the holding groove can be suppressed to a small level, generation of large particles due to the friction can be prevented.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に即して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】本実施の形態において、本発明に係る半導
体装置の製造方法は、ポリシリコン成膜工程を備えたI
Cの接続装置として構成されており、ポリシリコン成膜
工程は図1および図2に示されたCVD装置(バッチ式
縦形ホットウォール形CVD装置)が使用されて実施さ
れるようになっている。
In the present embodiment, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a polysilicon film forming step I
It is configured as a C connecting device, and the polysilicon film forming process is carried out by using the CVD device (batch type vertical hot wall type CVD device) shown in FIGS. 1 and 2.

【0010】図1および図2に示されているように、C
VD装置1は石英ガラスが使用されて下端が開口した円
筒形状に一体成形されたプロセスチューブ11を備えて
おり、プロセスチューブ11は中心線が垂直になるよう
に縦に配されて筐体(一部のみが図示されている。)2
に支持されている。プロセスチューブ11の筒中空部は
ボートによって同心的に整列した状態に保持された複数
枚のウエハが搬入される処理室12を形成しており、プ
ロセスチューブ11の下端開口は被処理基板としてのウ
エハを出し入れするための炉口13を構成している。し
たがって、プロセスチューブ11の内径は取り扱うウエ
ハの最大外径よりも大きくなるように設定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, C
The VD device 1 is provided with a process tube 11 integrally formed in a cylindrical shape with a lower end opened by using quartz glass. The process tube 11 is vertically arranged so that its center line is vertical, and the case (one Only the parts are shown.) 2
Supported by. A hollow portion of the process tube 11 forms a processing chamber 12 into which a plurality of wafers held in a concentric arrangement by a boat is loaded, and a lower end opening of the process tube 11 is a wafer to be processed. A furnace port 13 for taking in and out is constructed. Therefore, the inner diameter of the process tube 11 is set to be larger than the maximum outer diameter of the wafer to be handled.

【0011】プロセスチューブ11の下端面はマニホー
ルド14の上端面にシールリング15を挟んで当接され
ており、マニホールド14が筐体2に支持されることに
より、プロセスチューブ11は垂直に支持された状態に
なっている。マニホールド14の側壁の一部には排気管
16が処理室12に連通するように接続されており、排
気管16の他端は処理室12を所定の真空度に真空排気
するための真空排気装置(図示せず)に接続されてい
る。マニホールド14の側壁の他の部分にはガス導入管
17が処理室12に連通するように接続されており、ガ
ス導入管17の他端は原料ガスや窒素ガス等のガスを供
給するためのガス供給装置(図示せず)に接続されてい
る。
The lower end surface of the process tube 11 is in contact with the upper end surface of the manifold 14 with the seal ring 15 sandwiched therebetween, and the manifold 14 is supported by the housing 2 so that the process tube 11 is supported vertically. It is in a state. An exhaust pipe 16 is connected to a part of a sidewall of the manifold 14 so as to communicate with the processing chamber 12, and the other end of the exhaust pipe 16 is a vacuum exhaust device for exhausting the processing chamber 12 to a predetermined vacuum degree. (Not shown). A gas introducing pipe 17 is connected to the other part of the side wall of the manifold 14 so as to communicate with the processing chamber 12, and the other end of the gas introducing pipe 17 is a gas for supplying a gas such as a raw material gas or a nitrogen gas. It is connected to a supply device (not shown).

【0012】プロセスチューブ11の外部にはヒータユ
ニット18がプロセスチューブ11を包囲するように同
心円に設備されており、ヒータユニット18は筐体2に
支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっ
ている。ヒータユニット18は処理室12内を全体にわ
たって均一または所定の温度分布に加熱するように構成
されている。
A heater unit 18 is concentrically provided outside the process tube 11 so as to surround the process tube 11. The heater unit 18 is supported by the housing 2 and is vertically installed. ing. The heater unit 18 is configured to heat the entire inside of the processing chamber 12 to a uniform or predetermined temperature distribution.

【0013】プロセスチューブ11の真下にはプロセス
チューブ11の外径と略等しい円盤形状に形成されたシ
ールキャップ19が同心的に配置されており、シールキ
ャップ19は送りねじ機構によって構成されたエレベー
タ20によって垂直方向に昇降されるようになってい
る。シールキャップ19は中心線上にボート21を垂直
に立脚して支持するようになっている。
A seal cap 19 formed in a disk shape substantially equal to the outer diameter of the process tube 11 is concentrically arranged immediately below the process tube 11, and the seal cap 19 is an elevator 20 constituted by a feed screw mechanism. It is designed to be lifted and lowered vertically. The seal cap 19 vertically stands on the center line to support the boat 21.

【0014】ボート21は上下で一対の端板22、23
と、両端板22、23間に架設されて垂直に配設された
複数本(本実施の形態では三本)の保持部材24とを備
えている。保持部材24は石英が使用されて丸棒形状に
形成されており、保持部材24には複数条の保持溝25
が長手方向に等間隔に配されて、各保持部材24同士で
互いに同一平面内において開口するようにそれぞれ刻設
されている。そして、ウエハWの外周辺部が複数本の保
持部材24間において同一面内に位置する各保持溝25
に挿入されることにより、ウエハWは水平に保持される
ようになっており、垂直方向に並んだ複数条の保持溝2
5にそれぞれ保持された複数枚のウエハWは、ボート2
1によって水平かつ互いに中心を揃えた状態に整列され
て保持されることになる。
The boat 21 has a pair of end plates 22 and 23 arranged vertically.
And a plurality of (three in the present embodiment) holding members 24 that are vertically installed by being installed between both end plates 22 and 23. The holding member 24 is made of quartz and has a round bar shape. The holding member 24 has a plurality of holding grooves 25.
Are arranged at equal intervals in the longitudinal direction, and each holding member 24 is engraved so as to open in the same plane. Then, the outer peripheral portion of the wafer W is positioned in the same plane between the plurality of holding members 24 and each holding groove 25 is formed.
The wafer W can be held horizontally by being inserted into the holding groove 2.
The plurality of wafers W held on the boat 5 are
By means of 1, they are held horizontally and aligned with each other.

【0015】ボート21の下側端板23の下には断熱キ
ャップ部26が形成されており、断熱キャップ部26の
下面には断熱キャップ部26の外径よりも若干だけ大径
の円板形状に形成されたベース27が水平に設けられて
いる。ボート21はベース27がシールキャップ19の
上面に当接されて着脱自在に固定されることによって、
ベース27の上に据え付けられている。
A heat insulating cap portion 26 is formed below the lower end plate 23 of the boat 21, and a disk shape having a diameter slightly larger than the outer diameter of the heat insulating cap portion 26 is formed on the lower surface of the heat insulating cap portion 26. The base 27 formed in the above is horizontally provided. In the boat 21, the base 27 is brought into contact with the upper surface of the seal cap 19 and is detachably fixed,
It is installed on the base 27.

【0016】次に、前記構成に係るCVD装置によるI
Cの製造方法のポリシリコン成膜工程を、図3について
説明する。
Next, I by the CVD apparatus having the above-mentioned structure
The polysilicon film forming step of the manufacturing method of C will be described with reference to FIG.

【0017】ここで、図3(a)はポリシリコン成膜工
程の各ステップのタイムチャートを示しており、(b)
はその処理室の温度シーケンスを示し、(c)は同じく
圧力シーケンスを示している。図3において、S1はボ
ート搬入ステップ、S2は昇温ステップ、S2’は減圧
ステップ、S3は成膜ステップ、S4はパージステッ
プ、S5はボート搬出ステップを示している。
Here, FIG. 3A shows a time chart of each step of the polysilicon film forming process, and FIG.
Shows the temperature sequence of the processing chamber, and (c) also shows the pressure sequence. In FIG. 3, S1 is a boat loading step, S2 is a temperature raising step, S2 'is a depressurizing step, S3 is a film forming step, S4 is a purging step, and S5 is a boat unloading step.

【0018】図3(a)に示されたボート搬入ステップ
S1が実施される前に、図1に示されているように、ポ
リシリコン膜を形成すべきウエハWがシールキャップ1
9に支持されたボート21へウエハ移載装置(図示せ
ず)によって装填(チャージング)される。
Before the boat loading step S1 shown in FIG. 3A is performed, the wafer W on which the polysilicon film is to be formed is sealed with the seal cap 1 as shown in FIG.
The boat 21 supported by 9 is loaded by the wafer transfer device (not shown).

【0019】予め指定された複数枚のウエハWがボート
21に装填されると、図3(a)のボート搬入ステップ
S1において、図2に示されているように、ボート21
はエレベータ20によって上昇されてプロセスチューブ
11の処理室12に搬入(ボートローディング)され
る。このボート搬入ステップS1におけるボート21の
上昇速度は、500mm/分以上1000mm以下に設
定されており、従来のボート上昇速度(100mm/分
程度)よりも高速度で上昇される。ボート21が上限に
達すると、シールキャップ19の上面の外周辺部がマニ
ホールド14の下面にシールリング15を挟んで着座し
た状態になってマニホールド14の下端開口をシール状
態に閉塞するため、処理室12は気密に閉じられた状態
になる。
When a plurality of wafers W designated in advance are loaded into the boat 21, as shown in FIG. 2, in the boat loading step S1 of FIG.
Is raised by the elevator 20 and carried into the processing chamber 12 of the process tube 11 (boat loading). The ascending speed of the boat 21 in the boat loading step S1 is set to 500 mm / min or more and 1000 mm or less, which is higher than the conventional boat ascending speed (about 100 mm / min). When the boat 21 reaches the upper limit, the outer peripheral portion of the upper surface of the seal cap 19 is seated on the lower surface of the manifold 14 with the seal ring 15 interposed therebetween, and the lower end opening of the manifold 14 is closed in a sealed state. 12 is in a hermetically closed state.

【0020】このボート搬入ステップS1の間は、図3
(b)に示されているように、処理室12の温度は成膜
ステップS3における処理室12の温度よりも低い温度
である380℃に一定に維持されている。また、図3
(c)に示されているように、処理室12の圧力は大気
圧(約1013hPa)に一定に維持されている。
During this boat loading step S1, FIG.
As shown in (b), the temperature of the processing chamber 12 is kept constant at 380 ° C., which is lower than the temperature of the processing chamber 12 in the film forming step S3. Also, FIG.
As shown in (c), the pressure in the processing chamber 12 is constantly maintained at atmospheric pressure (about 1013 hPa).

【0021】図3(a)に示されているように、ボート
搬入ステップS1が終了した後の昇温ステップS2にお
いては、図3(b)に示されているように、処理室12
の温度は380℃から成膜ステップS3の処理温度(例
えば、620℃)まで、一定の昇温速度(例えば、5℃
毎分)をもって上昇される。処理室12の成膜処理温度
に達した後の温度は一定に維持される。
As shown in FIG. 3A, in the temperature raising step S2 after the boat loading step S1 is completed, as shown in FIG.
Temperature from 380 ° C. to the processing temperature of the film forming step S3 (for example, 620 ° C.), a constant heating rate (for example, 5 ° C.
Every minute). The temperature after reaching the film formation processing temperature in the processing chamber 12 is maintained constant.

【0022】また、図3(c)に示されているように、
昇温ステップS2の間においても、処理室12の圧力は
大気圧に維持されている。そして、処理室12の温度が
所定の成膜処理温度に達した後に、減圧ステップS2’
において、処理室12の圧力は排気管16によって排気
されることにより、成膜ステップS3における処理圧力
(例えば、30Pa)に減圧され、所定の圧力になる
と、一定に維持される。
Further, as shown in FIG. 3 (c),
Even during the temperature raising step S2, the pressure in the processing chamber 12 is maintained at atmospheric pressure. Then, after the temperature of the processing chamber 12 reaches a predetermined film forming processing temperature, the depressurizing step S2 ′ is performed.
In, the pressure in the processing chamber 12 is reduced to the processing pressure (for example, 30 Pa) in the film forming step S3 by being exhausted by the exhaust pipe 16, and is maintained constant when the predetermined pressure is reached.

【0023】図3に示されているように、成膜ステップ
S3においては、処理室12の温度および圧力が一定に
維持された状態で、ポリシリコンを成膜するための原料
ガス(例えば、SiH4 )がガス導入管17から供給さ
れる。この処理条件により、処理室12のウエハWには
ポリシリコン膜が熱CVD反応によって形成される。
As shown in FIG. 3, in the film forming step S3, a source gas (for example, SiH) for forming a polysilicon film is formed with the temperature and pressure of the processing chamber 12 maintained constant. 4 ) is supplied from the gas introduction pipe 17. Under this processing condition, a polysilicon film is formed on the wafer W in the processing chamber 12 by the thermal CVD reaction.

【0024】成膜ステップS3について予め設定された
処理時間が経過すると、パージステップS4において、
処理室12にガス導入管17から不活性ガス例えば窒素
ガスが供給されることにより、処理室12が窒素ガスパ
ージされる。この窒素ガスパージによって、処理室12
の圧力は図3(c)に示されているように、大気圧まで
上昇される。
When the processing time preset for the film forming step S3 has elapsed, in the purging step S4,
By supplying an inert gas such as nitrogen gas to the processing chamber 12 from the gas introduction pipe 17, the processing chamber 12 is purged with nitrogen gas. By this nitrogen gas purge, the processing chamber 12
Is increased to atmospheric pressure, as shown in FIG. 3 (c).

【0025】図3(b)に示されているように、パージ
ステップS4においては、処理室12の温度が成膜処理
温度からボート搬出ステップS5に指定された所定の温
度まで(例えば、620℃から350℃まで)、昇温ス
テップS2よりも早い降温速度(例えば、10℃毎分)
をもって下降される。
As shown in FIG. 3B, in the purging step S4, the temperature of the processing chamber 12 is from the film forming processing temperature to the predetermined temperature designated in the boat unloading step S5 (for example, 620 ° C.). To 350 ° C.), a temperature lowering rate faster than the temperature raising step S2 (for example, 10 ° C. per minute)
To descend.

【0026】処理室12の温度が所定の温度まで下降す
ると、ボート搬出ステップS5において、ボート21を
保持したシールキャップ19がエレベータ20によって
図1に示されているように下降されることにより、ボー
ト21がプロセスチューブ11の処理室12から搬出
(ボートアンローディング)される。この際、処理室1
2の温度は図3(b)に示されているように一定に維持
されており、処理室12の圧力は図3(c)に示されて
いるように大気圧に維持されている。
When the temperature of the processing chamber 12 falls to a predetermined temperature, the seal cap 19 holding the boat 21 is lowered by the elevator 20 as shown in FIG. 21 is unloaded from the processing chamber 12 of the process tube 11 (boat unloading). At this time, the processing chamber 1
The temperature of No. 2 is maintained constant as shown in FIG. 3 (b), and the pressure of the processing chamber 12 is maintained at atmospheric pressure as shown in FIG. 3 (c).

【0027】以降、前述したステップが繰り返されてウ
エハWがCVD装置1によってバッチ処理されて行く。
Thereafter, the above-described steps are repeated and the wafers W are batch processed by the CVD apparatus 1.

【0028】ところで、処理室の減圧および昇温をボー
ト搬入ステップ終了後に実施する従来例の成膜工程にお
いては、ウエハとボートの保持溝との間の摩擦が大きく
なるため、ウエハ裏面ないしはボート表面のポリシリコ
ンの膜がその下のウエハの表面上にパラパラと落下し、
1μm以上のラージパーティクルが多く発生するという
現象が本発明者によって明らかにされた。この現象は次
のような原理によって引き起こされるものと考察され
る。
By the way, in the conventional film forming process in which the pressure reduction and temperature increase in the processing chamber are carried out after the boat loading step is completed, since the friction between the wafer and the holding groove of the boat becomes large, the back surface of the wafer or the surface of the boat is increased. Film of polysilicon drops onto the surface of the underlying wafer,
The present inventors have clarified that a large number of large particles of 1 μm or more are generated. This phenomenon is considered to be caused by the following principle.

【0029】図4(a)に示されているように、ウエハ
Wと保持溝25との接触面間には摩擦が存在し、しか
も、ウエハWのシリコンと保持溝25の石英ガラスとの
間の摩擦力fはきわめて大きい。この摩擦力fは処理室
12の圧力が低いほど大きくなる。他方、ウエハWの温
度が上昇すると、熱膨張が発生することにより、ウエハ
Wと保持溝25との接触面間には擦れが発生する。つま
り、ボート搬入ステップの終了後に処理室12が減圧さ
れたり減圧されながら昇温されると、ウエハWと保持溝
25とはきわめて大きな摩擦力fをもって擦れ合うた
め、ラージパーティクル31が発生することになる。そ
して、発生したラージパーティクル31は落下して下側
に位置するウエハWの上面に、図4(c)に示されてい
るように付着することになる。
As shown in FIG. 4A, there is friction between the contact surface between the wafer W and the holding groove 25, and moreover, between the silicon of the wafer W and the quartz glass of the holding groove 25. The frictional force f of is extremely large. The frictional force f increases as the pressure in the processing chamber 12 decreases. On the other hand, when the temperature of the wafer W rises, thermal expansion occurs, causing rubbing between the contact surfaces of the wafer W and the holding groove 25. That is, when the processing chamber 12 is depressurized or heated while being depressurized after the boat loading step, the wafer W and the holding groove 25 rub against each other with an extremely large frictional force f, so that large particles 31 are generated. . Then, the generated large particles 31 drop and adhere to the upper surface of the lower wafer W as shown in FIG. 4C.

【0030】また、ウエハWと保持溝25との間に大き
な摩擦力fをもって擦れが発生すると、図4(b)に示
されているように、ウエハWの保持溝25との接触部位
には擦過傷(スクラッチ)32が発生する。
When rubbing occurs between the wafer W and the holding groove 25 with a large frictional force f, as shown in FIG. A scratch 32 is generated.

【0031】そこで、前述した通り、ボート搬入ステッ
プS1においてボート21を高速度で上昇させ、ボート
搬入ステップS1が終了した後に処理室12の温度を大
気圧下で上昇させたところ、ウエハ表面上のラージパー
ティクルの付着およびウエハの擦過傷を図5に示されて
いるように減少させることができた。例えば、1μm以
上のラージパーティクル31については、従来がウエハ
一枚当たり20〜30個であるところ、ウエハ一枚当た
り10個以下に減少された。これは次のような理由によ
るものと考察される。
Therefore, as described above, the boat 21 is raised at a high speed in the boat loading step S1 and the temperature of the processing chamber 12 is raised under the atmospheric pressure after the boat loading step S1 is completed. Large particle deposition and wafer scuffing could be reduced as shown in FIG. For example, the number of large particles 31 having a size of 1 μm or more is reduced to 10 or less per wafer, whereas the conventional number is 20 to 30 per wafer. This is considered to be due to the following reasons.

【0032】処理室12の温度を大気圧下で上昇させる
ことにより、ウエハWと保持溝25との接触面間に作用
する摩擦力fを小さく抑制することができるため、ウエ
ハWが昇温に伴って熱膨張することにより、ウエハWと
保持溝25との接触面間に擦れが発生しても、ラージパ
ーティクル31の発生は防止することができる。
By raising the temperature of the processing chamber 12 under atmospheric pressure, the frictional force f acting between the contact surfaces of the wafer W and the holding groove 25 can be suppressed to a small level, so that the temperature of the wafer W rises. Due to the thermal expansion, the generation of the large particles 31 can be prevented even if rubbing occurs between the contact surfaces of the wafer W and the holding groove 25.

【0033】ボート21が処理室12へ搬入されて行く
行程において、ウエハWは処理室12の予熱温度(例え
ば、380℃)によって加熱されるが、この加熱は制御
されない加熱になるため、この加熱によるウエハWの熱
膨張は不規則になる。本実施の形態においては、ボート
21が処理室12に高速度で搬入されて行くことによ
り、ウエハWの面内温度差Δt(℃)を小さく抑制する
ことができ、この加熱によるウエハWの不規則な熱膨張
を小さく抑制することができる。つまり、ウエハWの熱
膨張はボート搬入ステップS1の終了後の昇温ステップ
S2における制御された加熱によるものだけに限定され
るため、ウエハWと保持溝25との間に働く摩擦力fを
所望のものに制御することができ、その結果、ラージパ
ーティクル31の発生の防止に寄与することができる。
しかも、ボート21を高速度で上昇させることにより、
ボート搬入ステップS1の期間の短縮によって昇温ステ
ップS2の期間を相対的に延長させることができるた
め、ウエハWの熱膨張の制御によってウエハWと保持溝
25との間に働く摩擦力fをより一層精密に制御するこ
とができる。
In the process in which the boat 21 is carried into the processing chamber 12, the wafer W is heated by the preheating temperature (for example, 380 ° C.) of the processing chamber 12, but this heating is uncontrolled heating. The thermal expansion of the wafer W due to is irregular. In the present embodiment, the boat 21 is loaded into the processing chamber 12 at a high speed, so that the in-plane temperature difference Δt (° C.) of the wafer W can be suppressed to a small level, and the wafer W is not heated due to this heating. Regular thermal expansion can be suppressed small. That is, the thermal expansion of the wafer W is limited to that caused by the controlled heating in the temperature raising step S2 after the boat loading step S1 is completed. Therefore, the frictional force f acting between the wafer W and the holding groove 25 is desired. Therefore, the large particles 31 can be prevented from being generated.
Moreover, by raising the boat 21 at a high speed,
Since the period of the temperature raising step S2 can be relatively extended by shortening the period of the boat loading step S1, the frictional force f acting between the wafer W and the holding groove 25 can be further increased by controlling the thermal expansion of the wafer W. It can be controlled more precisely.

【0034】以上説明した通り、本実施の形態によれ
ば、ウエハ表面上のラージパーティクルや擦過傷の発生
を防止することができるため、ポリシリコン成膜工程の
品質および信頼性を高めることができ、ひいてはICの
製造方法の歩留りの低下を防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the generation of large particles and scratches on the wafer surface, so that the quality and reliability of the polysilicon film forming process can be improved. As a result, it is possible to prevent the yield of the IC manufacturing method from decreasing.

【0035】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変
更が可能であることはいうまでもない。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0036】例えば、前述した考察によれば、ボートの
上昇速度は早いほどよいことになるが、ボートやウエハ
に加わる慣性力やボートエレベータの能力等々の観点か
ら、ボートの上昇速度は、1000mm/分以下に設定
することが望ましい。
For example, according to the above consideration, the higher the boat ascending speed is, the better. However, from the viewpoint of the inertial force applied to the boat and the wafer, the boat elevator capacity, etc., the boat ascending speed is 1000 mm / It is desirable to set it to less than a minute.

【0037】昇温ステップにおける処理室の昇温は、3
20℃から620℃までに限らず、ポリシリコン成膜工
程に指定された処理温度に対応して適宜に設定すること
が望ましい。
The temperature rise in the processing chamber in the temperature raising step is 3
The temperature is not limited to 20 ° C. to 620 ° C., and it is desirable that the temperature be appropriately set according to the processing temperature specified in the polysilicon film forming process.

【0038】前記実施の形態ではポリシリコンの成膜工
程について説明したが、他の膜種の成膜工程や酸化工
程、アニール工程、拡散工程等々のICの製造方法にお
ける処理工程全般に使用することができる。
Although the polysilicon film forming process has been described in the above-mentioned embodiments, it can be used for all process steps in the IC manufacturing method such as a film forming process of another film type, an oxidizing process, an annealing process and a diffusion process. You can

【0039】また、前記実施の形態ではバッチ式縦形ホ
ットウオール形減圧CVD装置を使用した場合について
説明したが、本発明はこれに限らず、バッチ式横形ホッ
トウオール形減圧CVD装置やバッチ式縦形ホットウオ
ール形熱処理装置等の半導体製造装置を使用したICの
製造方法全般に適用することができる。
Further, although the case where the batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus is used has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the batch type horizontal hot wall type low pressure CVD apparatus or the batch type vertical hot type CVD apparatus is used. It can be applied to all IC manufacturing methods using a semiconductor manufacturing apparatus such as a wall type heat treatment apparatus.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板とボートの保持溝との擦れによるラージパーティク
ルの発生を防止することができるため、半導体装置の製
造方法の品質および信頼性を高めることができる。
As described above, according to the present invention,
Since generation of large particles due to friction between the substrate and the holding groove of the boat can be prevented, the quality and reliability of the method for manufacturing a semiconductor device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態であるICの製造方法の
ポリシリコン成膜工程のボート搬入前を示す正面断面図
である。
FIG. 1 is a front cross-sectional view showing a state before a boat is loaded in a polysilicon film forming step of a method for manufacturing an IC according to an embodiment of the present invention.

【図2】そのボート搬入後を示す正面断面図である。FIG. 2 is a front cross-sectional view showing the state after carrying in the boat.

【図3】(a)はポリシリコン成膜工程の各ステップの
タイムチャートを示しており、(b)はその処理室の温
度シーケンスを示し、(c)は同じく圧力シーケンスを
示している。
3A is a time chart of each step of a polysilicon film forming process, FIG. 3B is a temperature sequence of the processing chamber, and FIG. 3C is a pressure sequence of the same.

【図4】擦過傷とパーティクルの発生現象を説明するた
めの各説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a phenomenon in which scratches and particles are generated.

【図5】擦過傷とパーティクルの防止効果を説明するた
めの各説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the effect of preventing scratches and particles.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W…ウエハ(基板)、1…CVD装置、2…筐体、11
…プロセスチューブ、12…処理室、13…炉口、14
…マニホールド、15…シールリング、16…排気管、
17…ガス導入管、18…ヒータユニット、19…シー
ルキャップ、20…エレベータ、21…ボート、22…
上側端板、23…下側端板、24…保持部材、25…保
持溝、26…断熱キャップ部、27…ベース、31…ラ
ージパーティクル、32…擦過傷(スクラッチ)、S1
…ボート搬入ステップ、S2…昇温ステップ、S2’…
減圧ステップ、S3…成膜ステップ、S4…パージステ
ップ、S5…ボート搬出ステップ。
W ... Wafer (substrate), 1 ... CVD apparatus, 2 ... Housing, 11
... process tube, 12 ... processing chamber, 13 ... furnace opening, 14
… Manifold, 15… Seal ring, 16… Exhaust pipe,
17 ... Gas introduction pipe, 18 ... Heater unit, 19 ... Seal cap, 20 ... Elevator, 21 ... Boat, 22 ...
Upper end plate, 23 ... Lower end plate, 24 ... Holding member, 25 ... Holding groove, 26 ... Insulating cap portion, 27 ... Base, 31 ... Large particle, 32 ... Scratch, S1
… Boat loading step, S2… Raising temperature step, S2 ′…
Decompression step, S3 ... Film formation step, S4 ... Purge step, S5 ... Boat unloading step.

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Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 処理室にて複数枚の基板がボートによっ
て支持された状態で前記基板に処理が施される工程にお
いて、前記ボートの前記処理室への搬入時に前記処理室
の温度が前記基板処理時の温度よりも低く設定され、か
つ、このボートの処理室への搬入時の速度が500mm
/分以上1000mm/分以下に設定されていることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A process in which a plurality of substrates are supported by a boat in a processing chamber and the substrate is processed, the temperature of the processing chamber is set to the substrate when the boat is loaded into the processing chamber. The temperature is set lower than the processing temperature, and the speed of loading this boat into the processing chamber is 500 mm.
/ Min or more and 1000 mm / min or less, The manufacturing method of the semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記ボートの前記処理室への搬入後に前
記処理室の温度が前記処理の温度まで上昇され、その後
に、前記処理室の圧力が前記ボートの前記処理室への搬
入時の圧力よりも低い処理時の圧力に減圧されることを
特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. The temperature of the processing chamber is raised to the temperature of the processing after the boat is loaded into the processing chamber, and then the pressure of the processing chamber is set to the pressure when the boat is loaded into the processing chamber. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the pressure is reduced to a lower processing pressure.
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